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Serie Energie: Teil 6

Hoffnungs(energie)träger Wasserstoff

Aus Wasser oder Gas hergestellt, gespeichert, transportiert und schließlich in Brennstoffzellen zur Stromgewinnung verbrannt – Wasserstoff birgt das Potenzial, drängende Probleme der Energieversorgung zu lösen. Doch nur, wenn es gelingt, bei all diesen Schritten die Kosten deutlich zu senken.
Hoffnungs(energie)träger Wasserstoff

Was Leser im Jahr 1875 noch fantastisch anmuten musste, klingt heute nach einer realisierbaren Vision. Kaum ein Automobilhersteller, der inzwischen nicht Elektrofahrzeuge entwickelt, die entweder Batterien oder Brennstoffzellen mit Strom versorgen. Jules Vernes Protagonist Cyrus Smith schätzte zwar, dass die Ära der Kohle noch mindestens 300 Jahre währen sollte, doch wusste der Autor nichts von den Folgen des Verbrennens fossiler Energieträger für das Erdklima. Wohl aber kannte man längst das Prinzip, gasförmigen Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2) durch Elektrolyse zu gewinnen, sowie auch den umgekehrten Prozess: Der britische Jurist und Physiker Sir William Robert Grove baute 1839 die erste "galvanische Gasbatterie". Doch erst die Ingenieure der NASA machten sich im Rahmen der Missionen Gemini und Apollo daran, eine praxistaugliche Brennstoffzelle zu entwickeln.

Heute erscheint sie als Hoffnungsträger. Nicht nur ist Wasser reichlich vorhanden, während die Vorräte an Erdöl und auch an Uran begrenzt sind. Vor allem sollte eine Wasserstoffwirtschaft helfen, die Klimaerwärmung zu reduzieren, denn wenn ein H2-Molekül durch die Reaktion mit Sauerstoff in der Brennstoffzelle aufgebrochen wird, entstehen als Nebenprodukte lediglich Wärme und Wasser. Ausgangs- und Endprodukt sind also identisch, es ergibt sich ein geschlossener Kreislauf.

Das macht diese Technologie zum idealen Baustein einer nachhaltigen Energieversorgung. Wohlgemerkt: Es geht hier nicht um die heute meist zur Wasserstoffbereitstellung für die chemische Industrie eingesetzten Verfahren, etwa die Dampfreformierung von Erdgas. Diese basieren fast ausschließlich auf der Umwandlung von Kohlenwasserstoffen, und am Ende des Prozesses entsteht neben H2 auch Kohlendioxid (CO2) – jenes Treibhausgas, das wir künftig gern vermeiden würden. Bislang erfolgen nur gut 2,5 Prozent (Stand 2010) der weltweiten Wasserstoffproduktion über die im Vergleich teurere Elektrolyse, zumeist in unmittelbarer Nachbarschaft großer Wasserkraftwerke, um Stromüberschüsse zu nutzen…

Mai 2012

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft Mai 2012

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  • Quellen

Le Geoff, A. et al. (Hg.): From Hydrogenases to Noble Metal-Free Catalytic Nanomaterials for H2 Production and Uptake. In: Science 326, S. 1384 – 1387, 4. Dezember 2009

Lucchese, P.: L’hydrogène est-il incontournable? In: Pour la Science, Dossier 69, S. 112 – 117, 2010

Menanteau, P. et al.: Une analyse économique de la production d’hydrogène pour des usages transport à partir d’électricité éolienne. In: Revue de l’Ènergie 61, S. 322 – 333, 2010